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KR20060016714A - 2차원바코드 심볼을 사용하여 전자제품을 원격제어할 수있는 모바일폰 - Google Patents

2차원바코드 심볼을 사용하여 전자제품을 원격제어할 수있는 모바일폰 Download PDF

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KR20060016714A
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Abstract

본 발명은 디지탈카메라 기능과 적외선LED에 의한 무선통신 기능을 내장한 모바일폰(셀룰라폰,PDA,스마트폰 등)으로 2차원바코드 심볼에 내장된 제어용 코드를 갭쳐(capture), 해독(decoding)하여 전자제품의 리모콘으로 사용할 수 있게 하는 시스템에 관한 것이다.
먼저 2차원바코드 심볼에 리모콘(Remote Controller)기기의 고유한 출력신호정보 즉, 헤드길이. 제품코드과 키(커스텀 코드)값에 해당하는 코드값, 그리고 1과 0에 대한 펄스(Pulse) 정보를 Code(Parameter)화 하고, 디지탈 카메라 기능과 적외선 통신기능을 구비한 모바일폰을 이용하여 바코드를 갭쳐한 후 코드값을 해독한다. 해독하여 얻은 정보를 이용하여 리모콘용 출력신호(스트리밍)로 변환하여 적외선LED(Infrared LED)을 통해 신호를 송출함으로서 리모콘 기능을 구현하게 된다. 기존의 모바일폰에서 제공하는 리모콘(Remote Controller)기능은 미리 프로그램 되어 있는 모델에 한정하여 기능을 제공하고 있어서, 타사 전자제품 그리고 신제품 출시때마다 제어용 프로그램을 다운로드(Down Load)해야 하는 어려움이 있다. 가정내에는 수많은 전자제품들이 있는데, 본발명의 방법을 사용하면 제품들의 코드값을 2차원바코드 심볼을 통해 모바일폰에 직접등록하는 것이 쉬워 보조 리모콘으로 사용하기에 편리하다. 예를 들면 노래방에서 많은 사람이 함께 있을 때 각자의 모바일폰으로 바코드를 인식한 후 노래를 선곡하는 것이 가능하다. 최근의 모바일폰들은 영상캡쳐용 카메라 센서와 무선통신용 적외선LED(Infrared LED)를 갖추고 있으 므로 별도의 하드웨어 부담없이 펌웨어(Firmware)설치만으로 본 발명의 기능을 낼 수 있어서 실용성이 높다. 또한 LCD TV와 PDP TV를 이용한 대화면상에 글자를 쓰거나 인터넷를 사용하는데 있어서 문자입력기가 필요한데 기존의 리모콘으로 어려우며, 전용리모콘을 제작하기에는 가격부담이 있게 된다. 모바일폰상의 키(버튼)을 이용하면 이것 또한 손쉽게 해결할 수 있다.
본발명의 전체적인 구성은 2차원바코드 바코드영상 캡쳐부분(101)와; 이를 디코딩 소프트웨어를 사용하여 코드값으로 변환해 주는 부분(104)과; 얻어진 정보를 이용하여 리모콘용 2진 데이터를 생성해 주는 신호생성부분(105)과; 내장된 적외선LED를 통해 신호를 출력하는 적외선 송신부(102); 모바일폰의 화면에 바코드 심볼, 해독된 코드값 또는 키에 대한 설명을 나타내는 표시부(103)로 구성된다.
2차원바코드 심볼, 모바일폰, 적외선LED, 리모콘

Description

2차원바코드 심볼을 사용하여 전자제품을 원격제어할 수 있는 모바일폰{A mobile phone for remote controlling a electronic product by using 2-dimensional barcode symbology}
도 1은 2차원바코드 심볼과 모바일폰을 이용한 원격제어 과정,
도 2는 모바일폰내에서 2차원바코드 해독및 송출 과정,
도 3은 본발명의 전체 신호처리 과정,
도 4는 2차원바코드로 부호화(encoding)된 비트스트림(bitstream) 구성도,
본발명은 휴대형 카메라폰 일명, 모바일폰(셀룰러폰, PDA, 스마트폰)를 이용하여 전자제품을 적외선 무선통신으로 제어하는 방법에 관한 것이다. 전자제품용 리모콘(Remote Controller)의 코드값을 2차원바코드 심볼로 변환하여 제품 또는 메뉴얼에 부착한 후 출하하고 사용자는 모바일폰에 내장된 카메라를 이용하여 2차원 바코드 영상을 캡쳐(Capture)하며 내장된 반도체 프로세서(RISC)에서 2진화과정 - 에러정정과정(Reed-Solomon 와 BCH) - 디코딩(Decoding)과정을 거쳐 코드를 복원하고 이를 이용하여 리모콘의 기능과 같은 제어신호용 비트스트림 신호를 생성하여 적외선LED(Infrared LED)를 통해 신호를 송출한다. 전자제품에 부착된 바코드를 직접 인식하기 때문에 사용자가 제품모델은 선택하지 않고, 인식된 상태에서 바로 리모콘으로 사용할 수 있게 된다. 대부분의 전자제품들이 자체적인 리모콘을 갖고 있기 때문에 건전지수명, 기기고장 등으로 쓸 수 없는 경우 또는 해당제품의 리모콘보관 부주의로 쉽게 찾을 수 없는 경우가 많게 된다. 본발명에 사용할 경우 모바일 폰은 항상 휴대하는 기기이고 전화번호등록처럼 기기내에 찾기쉬운 저장번호로 저장하여 별도의 리모콘으로 사용가능하다. 향후 신제품들이 2차원바코드 심볼을 이용한 코드체계를 사용한다면 국적, 회사, 제품에 구애받지 않고 만능리모콘으로서 모바일폰을 이용할 수 있다.
기존제품에서는 리모콘용 프로그램이 되어있거나 아니면 새로운 제품에 맞는 프로그램을 인터넷을 통해 다운로드하여 리모콘기능을 수행할 수 밖에 없다. 모바일폰의 표시화면상에서 회사.제품.모델명을 선택한 후 동작시키므로, 사용자 계층에 따라 사용상에 문제점이 많게 된다. 또한 전자제품과 모바일폰 제조회사간 제품등록의 문제가 발생하게 된다. 현대사회에서 모든 전자제품들이 기능이 복잡해지고 제품마다 고유의 리모콘을 갖고 있기 때문에 이에 대한 관리가 어렵고 고장시 응급용 리모콘이 절대적으로 필요하게 된다.
본발명은 리모콘 기능을 수행할 수 있는 제어용 코드값을 효율이 좋은 2차원 바코드 심볼(QR, DataMatrix, PDF-417)로 변환하여 제품에 부착 또는 메뉴얼에 동봉되어 있는데, 디지탈카메라 기능을 갖고있는 모바일폰으로 스캐닝(캡쳐)하고 심 볼을 디코딩하여 신호를 생성할 수 있게 하였다. 따라서 모바일폰내에는 2차원바코드 심볼을 완벽하게 디코딩할 수 있는 프로그램과 코드값을 이용하여 리모콘용 제어신호로 변환하는 신호처리 프로그램이 내장되어 있어야 한다. 특히 모바일폰에 내장된 카메라는 칼라영상 센서이므로 조명과 거리에 따른 제약을 갖고 있다. 이에맞게 영상을 흑백(grayscale)레벨로 변한하고, 비교적 해상도를 높여 캡쳐한 다음크기조절(Resizing)하여 사용해야 하며, 디코딩 프로그램도 센서특성 및 주변의 밝기에 맞는 알고리즘을 사용해야 한다.
모바일폰을 사용하여 전자제품들을 제어하기 위한 본 발명은 전자제품에 첨부 또는 부착된 2차원바코드 심볼을 모바일폰내의 영상카메라로 촬영하여 캡쳐(Capture)하고, 내장된 마이크로프로세서(RISC)로 해독하게 되는데 그 과정을 간략화한 그림 [도 1]을 보면 코드값을 갖고 있는 2차원바코드 심볼(100)을 카메라 영상센서(101)를 사용하여 심볼을 캡쳐하고 캡쳐된 영상을 2진화과정(0 과 1)을 통한 다음 에러정정(Reed-Solomon 과 BCH)을 수행한다. 연산이 정상적으로 끝났을 때 원하는 비트스트림(Bitstream) 코드가 생성된다. 연산에 필요한 헤더 와 에러정정 코드등을 제거시키면 코드값 데이터만 남게 된다. 이 코드값 데이터는 실제 사용할 코드값으로서 저장 또는 필요시 전자제품 제어코드로 사용한다. 사용자의 입력 수단으로 모바일폰내의 키(버튼)를 사용한다. 즉, 전원 ON/OFF, 채널변경, 화살표키, 문자입력용 등으로 사용하는 것을 말한다. 그리고 이 코드값을 이용하여 신호처리연산과정(105)을 거쳐 제어용 신호로 변환하고, 적외선LED(102)를 통해 외부로 송 신하여 전자제품(106)을 제어한다.
2차원바코드 심볼의 데이터 배열은 [도 4]와 같이 2차원바코드 해석에 필요한 Version과 Format information 비트열(400), Encoding된 데이터 열(401), 에러정정용 비트열(402), 빈공간 채우기용 비트열(403), 그리고 종단을 알리는 비트열(404)로 구성된다. 이중에서 Encoding된 데이터 비트열은 리모콘용 신호에 필요한 코드값이다. 코드값을 구성하는 비트열의 정보를 가리키는 Header bits(405) 와 제품코드(또는 Address)(406), 그리고 키값을 나타내는 Custom 코드(407)로 구성되는데 회사에 따라 보수값(Complementary code)를 후속하여 붙이기도 한다. 회사마다 조금씩 사양이 다른 형태이나 헤더정보를 이용하면 이들 제어신호들을 생성하는데는 문제가 되지 않는다.
그리고 대부분 전자제품 메이커들은 일정한 스트리밍 비트열을 갖고 있고, 0 과 1에 대한 표현방법을 통일하고 있기 때문에 회사별 타이밍값을 사전에 ROM 저장하여 사용하면 된다.
현재 사용할 수 있는 2차원 바코드 심볼로는 국제표준에 등록된 PDF-417, DataMatrix, QR을 사용할 수 있으나, 영상입력 센서의 분해능이 640*480, 800*600 또는 1024*768 해상도급을 사용하기 쉽기 때문에 DataMatrix 나 QR과 같은 정사각형 모양의 바코드 심볼을 사용하는 것이 인식율이 좋게 된다. 2차원 바코드를 사용하면 오물로 얼룩지거나 찢겨진 상태라도 최대 30％ 까지 디코딩단계에서 에러정정. 복원이 가능하다. 또한 바코드 체계는 코드내에 Reed-Solomon Error 정정 워드와 BCH 에러정정 비트를 내장하고 있으므로 Data bits(401)내에 별도의 체크비트나 에러정정 코드(Error Correction Code)를 넣지 않아도 된다. 이는 곧 해독된 데이터가 잘못된 값으로 나올 수 없음을 의미한다. 1차원 바코드와 같이 Checksum만으로 Error유무를 판단하는 코드에서는 데이터가 잘못될 경우가 많아 데이터로 사용하기에 적절하지 않다.
[도 3]을 참조로 전체 시스템의 동작을 설명하면,
2차원바코드 심볼를 해독하여 코드값을 저장하는 과정으로, (300) 2차원바코드 영상캡쳐 단계 : 모바일폰의 영상센서 이용하여 영상을 캡쳐하여 BMF 데이터를 얻는다. 촬영모드를 VGA급(640*480 화소수)이상에서 촬영한 후 Color영상부분을 제거하고 흑백영상(grayscale)만을 이용하며, 신호처리에 맞는 적합한 영상크기로 scale down (이미지축소)한다. 이때 이미지축소는 데이터손실을 적은 방법을 사용해야 한다.
(301) 2진수로 변환단계 : Grayscale값 0∼255 레벨에서 임의의 임계값만을 사용하여 0 과 1를 판단하지 않고, 변화되는 비트열의 특성과 밝기등을 참조하여 능동형 임계값(Adaptive Threshold)값을 적용하여 0과 1을 축출한다.
(302) 바코드영역 축출 단계 : 전체모양 중에서 Finder패턴 또는 특정모양을 축출하여 바코드영역을 축출하는 단계이다.
(303) 적용된 바코드 종류 결정 : Finder패턴의 종류를 이용하여 사용된 2차원바코드의 종류를 결정한다. 후속 단계에서 에러가 발생하면 이전단계로 Feed-Back하여 바코드종류를 재결정 할 수 있다.
(304) 최소 심볼단위로 Mapping 단계 : 비트열을 워드단위로 구분(Partitioning)하는 단계로서 정보영역, 데이터영역, 에러정정영역 등을 구분하는 단계이다.
(305) Information 축출 단계 : 2차원바코드 심볼에 대한 버젼(version), 포맷(fromat), 마스크(mask), 에러정정 레벨에 대한 정보등이 포함되어 있다.
(306) 에러정정 및 데이터축출 단계 : (5)에서 얻은 정보를 이용하여 Reed-Solomon 연산을 수행하고 정상적인 데이터를 축출해 낸다. 만일 연산이 실패할 경우는 이전단계에서 잘못이 있음을 나타내는 것이며 이전단계로 되돌아 간다.
(307) 코드값으로 변환 단계 : 데이터값을 리모콘용 코드값으로 변환하는 과정이다. 리모콘의 코드값이 대체로 ASCII값으로 표현되기 때문에 영.숫자 또는 2바이트 문자등은 사용하지 않아도 된다. 만일 코드 사이즈를 줄이고자 한다면, 영.숫자 코드 또는 숫자만을 사용하면 된다.
(308) 지정번지에 저장 단계 : 코드값을 모바일폰내의 반도체 메모리에 저장하여 필요시 호출하여 쓸 수 있게 한다. 일회성일 경우는 저장하지 않고 실행하고 사용이 끝난 경우 자동으로 지워진다.
저장된 코드값을 호출하여 신호를 송출하는 과정으로,
(310) 지정번지의 코드값 선택 단계 : 모바일폰내의 반도체 메모리에 저장된 코드중에서 원하는 리모콘용 코드값을 호출한다.
(311) 헤더(Header)내용 분석 단계 : 불러온 코드값에서 선두 부분의 헤더를 분석(Parsing)하여 타이밍정보, 코드길이 및 코드위치등을 구분해 낸다.
(312) 출력신호 형태 결정 단계 : 출력할 펄스형태를 결정하고 사용자로부터 입력될 키(버튼)값을 기다린다. 업체 또는 제품마다 조금씩 다른 형태의 비트스트림으로 구성될 수 있는데, 고정된 위치에 키(버튼)값만 채우면 된다.
(313) 선택된 키(버튼)값 인식 단계 : 모바일폰내의 메인 프로세서로부터 키값을 리턴(return)받고 이에 대응한 코드값을 찾아 출력할 비트스트림에 넣는다.
(314) 출력펄스 생성 단계 : 위에서 얻어진 코드들을 일렬로 나열하여 출력하는 단계이다.
(315) 적외선LED로 신호출력 단계 단계 : LED구동단을 통해 비트스트림을 출력한다.
출력된 무선신호는 전자제품의 수신모듈에서 수신, 해독되어 제어용 프로세서로 넘기게 된다.
상술한 설명과 같이 본발명에 의하면 디지탈카메라 기능과 적외선 통신기능을 내장한 모바일폰을 사용하여 리모콘 대용으로서 쓸 수 있다. 단순히 프로그램만을 변경하므로서 발명의 목적을 달성할 수 있으므로 실용성이 매우 높게된다. 2차 원바코드 심볼를 해독, 코드값을 저장, 그리고 필요시 호출하여 출력신호에 맞게 신호를 생성하면 된다. 그리고 기존리모콘처럼 특정제품에 국한되지 않고 모든 제품에 공통으로 사용할 수도 있다. 여기에 사용되는 2차원바코드 심볼은 강력한 에러정정기능과 다량의 코드값을 부호화 가능하므로 가장 적절한 심볼(symbology)라 할 수 있다. 모바일폰들이 영사입력장치와 적외선 통신포트를 내장하고 있기 때문에 본발명을 위해 별도의 하드웨어(Hardware)가 필요하지 않으며 단지 프로그램으 로 대체 가능하다. 집안에 수많은 전자제품들이 원격제어기(리모콘 또는 Remote controll)를 사용하고 있는데, 유지및 보수의 어려움이 있고 분실할 수 있는 우려가 있는데, 이런 상황이 발생시 본발명의 방법을 이용하면 된다.

Claims (5)

  1. 2차원바코드 심볼에 원격제어(리모콘 Remote control)용 코드값을 내장 시키고, 카메라장치와 적외선 송신장치를 갖고 있는 셀룰라폰, PDA, 스마트폰과 같은 모바일폰(영상처리기능을 갖는 통신용 휴대폰)으로 바코드를 해독하여 전자제품을 원격에서 제어하는 시스템에 있어서,
    코드값을 스트리밍 구조 형태로 표현하는 방법 즉, 타이밍정보, 제품코드, 키(버튼)코드와 그밖의 보조코드(보수코드=complementary, terminator 등)로 배치된 스트리밍 구조.
  2. 제1항에 있어서, 해독된 코드값 또는 바코드심볼를 모바일폰내 반도체 메모리에 저장하고 필요시 호출 또는 다른 모바일폰으로 전송하여 사용할 수 있는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 코드값을 에러정정이 우수한 2차원바코드 심볼를 사용하여 표현하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 키(버튼)값에 대한 내용을 모바일폰의 표시장치에 나타내어 편리성을 높이고, 영문,한글,특수문자값등의 코드값을 적외선을 통해 송출할 수 있는 모바일폰.
  5. 제6항에 있어서, 모바일폰에서 전자제품으로 글자들에 대한 코드값을 사전에 세팅하여 여러가지 문자 또는 심볼(그림)을 나타낼 수 있게 하는 모바일폰 또는 제어를 받는 그 전자제품.
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